土壤有機(jī)碳含量測(cè)定方法評(píng)述及最新研究進(jìn)展

李國(guó)傲+陳雪+孫建伶++李燁

摘要：土壤有機(jī)碳含量對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)有重要影響，準(zhǔn)確測(cè)定其含量是開展其他科學(xué)研究的前提。從應(yīng)用的角度對(duì)現(xiàn)有測(cè)定土壤有機(jī)碳含量的方法進(jìn)行評(píng)述，介紹測(cè)定過程中的多種氧化方法和檢測(cè)方法，詳細(xì)描述不同方法的原理、應(yīng)用范圍和注意事項(xiàng)。對(duì)目前國(guó)際和國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行總結(jié)，通過不同方法間的對(duì)比，指出各個(gè)方法存在的問題與不足及其改進(jìn)方法，為方法的選擇提供參考，同時(shí)對(duì)最新的研究進(jìn)展進(jìn)行追蹤與展望，提出隨著信息技術(shù)的發(fā)展，無氧化過程的測(cè)定方法將會(huì)有更大的發(fā)展空間。

關(guān)鍵詞：土壤；有機(jī)碳；測(cè)定方法；生態(tài)系統(tǒng)；研究進(jìn)展

中圖分類號(hào)： S153.6+2文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2017）05-0022-04

土壤有機(jī)碳（soil organic carbon，簡(jiǎn)稱SOC）是土壤碳庫的重要成分，在碳循環(huán)中起著重要作用[1]。SOC具有多種特性：與重金屬離子和水氧化物相結(jié)合，形成水溶性和不溶性復(fù)合體；與黏土礦物和顆粒物相結(jié)合，吸附各種污染物、吸收和釋放植物營(yíng)養(yǎng)元素、保持土壤水分等，可見SOC可以改變土壤的性質(zhì)并影響污染物在土壤中的遷移和轉(zhuǎn)化[2]。因此準(zhǔn)確測(cè)定SOC含量具有重要意義。目前已有多種方法測(cè)定土壤和沉積物中SOC的含量，每種方法都具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)和相應(yīng)的適用范圍。當(dāng)前SOC含量的測(cè)定不僅受樣品本身限制還受其他因素的影響，如化學(xué)方法中試劑的純度、光譜法中信號(hào)的干擾等，甚至相同的儀器和方法間測(cè)定的數(shù)據(jù)也存在較大偏差，因而SOC是一個(gè)高可變動(dòng)性參數(shù)[3]，選擇合適的方法是得到準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的前提。已有文獻(xiàn)報(bào)道最新SOC含量測(cè)定的方法和關(guān)鍵技術(shù)[4]，吳才武等對(duì)SOC含量的測(cè)定方法也進(jìn)行了闡述[5]。本文對(duì)最新SOC含量測(cè)定方法進(jìn)行綜述，從應(yīng)用的角度為實(shí)際測(cè)定土壤有機(jī)碳含量方法的選擇提供參考。

1現(xiàn)有方法

1.1氧化方法

SOC的氧化方法有2種，一種是干法氧化，即燃燒法，將土壤樣品置于爐中通過高溫燃燒，使其中的有機(jī)碳（organic carbon，簡(jiǎn)稱OC）氧化成CO2。OC燃燒不充分時(shí)可能產(chǎn)生一定量的CO，為使其完全轉(zhuǎn)化成CO2，經(jīng)常須要借助過渡金屬進(jìn)行催化氧化。當(dāng)反應(yīng)爐溫度為950 ℃時(shí)，可選擇Cr2O3、CoO和CuO作為催化劑；當(dāng)選用680 ℃時(shí)，可選用過渡金屬，如Pt、Cu、Ir和Ni的氧化物。目前，大多數(shù)燃燒法均采用 950 ℃ 加催化劑，少數(shù)采用680 ℃加催化劑。當(dāng)反應(yīng)爐溫度為680 ℃時(shí)，能延長(zhǎng)石英管的使用期限，改善重復(fù)性。反應(yīng)溫度越高，氧化就越完全，但應(yīng)當(dāng)注意的是，當(dāng)溫度高于 1 350 ℃ 時(shí)，樣品中的無機(jī)碳（inorganic carbon，簡(jiǎn)稱IC）也會(huì)被完全氧化，所以燃燒法通常用于測(cè)定總碳（total carbon，簡(jiǎn)稱TC）含量，也可通過測(cè)定或去除IC含量的方法得到SOC。測(cè)定IC含量的方法稱為差減法，其原理為SOC含量=TC含量-IC含量；去除IC后測(cè)定的方法稱為直接法，即在燃燒前酸化樣品，去除所有的IC。采用燃燒法測(cè)定SOC含量，樣品前處理的工作量最小。儀器的捕集凈化裝置可以去除灰塵、顆粒物、鹵氣（特別是土壤樣品中含有高鹽或高氯）和水氣，消除干擾，并且高溫可以保證樣品中各種形式的碳完全燃燒，因此燃燒法被認(rèn)為是最準(zhǔn)確的方法之一。不足之處在于，首先分析過程中必須維持氣流通路，否則由于CO2的交叉污染會(huì)產(chǎn)生正偏差；其次，燃燒法溫度難以控制，易導(dǎo)致氧化不完全。采用差減法時(shí)，由于CO2氣體在空氣中永久存在且含量高，會(huì)對(duì)試驗(yàn)產(chǎn)生干擾，出現(xiàn)IC含量大于TC含量的情況。此外，燃燒法還存在易于產(chǎn)生記憶效應(yīng)、背景值高（其來源主要是所使用的酸、催化劑、之前注入的碳、載氣以及試驗(yàn)設(shè)備）及分析費(fèi)用較高等不足。

另一種方法是濕法氧化（酸化法），即向樣品中加入過量的酸和氧化劑，使樣品中的OC全部氧化成CO2排出，然后通過滴定法、質(zhì)量法、熱量法、分光光度法和氣相色譜技術(shù)測(cè)定CO2含量，并最終計(jì)算出OC的含量。酸化法可采用的氧化劑種類較多，如過氧化氫、過氧化鉀、高錳酸鉀、重鉻酸鹽和過硫酸鹽等。在氧化過程中，還常輔以加熱、加壓、紫外線照射等來提高氧化效率。目前常用的濕式氧化法有重鉻酸鹽氧化法、過硫酸鹽氧化法、臭氧氧化法和微波消解法等。最著名的重鉻酸鹽氧化法是Walkley-Black過程[6]。其化學(xué)反應(yīng)式：

[JZ]2Cr2O72-+3C0+16H+=4Cr3++3CO2+8H2O。

重鉻酸鹽法消解過程中會(huì)產(chǎn)生過量的Cr2O72-、Cr3+和CO2 3種產(chǎn)物，而燃燒法則只產(chǎn)生CO2。其中Cr2O72-含量可以采用滴定法測(cè)定，Cr3+含量可以采用比色法測(cè)定，CO2含量可以采用前述方法測(cè)定。Walkley-Black過程由于快速、簡(jiǎn)單、廉價(jià)而被廣泛應(yīng)用，但該方法存在氧化不完全的現(xiàn)象，為了克服此缺點(diǎn)，許多研究對(duì)Walkley-Black過程進(jìn)行了改進(jìn)：例如，對(duì)反應(yīng)體系進(jìn)行加熱處理，使體系中OC消解更加完全，但必須嚴(yán)格控制體系的溫度，防止酸性重鉻酸鹽溶液在高于150 ℃時(shí)分解。在實(shí)際應(yīng)用中，這種方法操作費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、易污染環(huán)境。土壤中存在的Cl-、Fe2+及MnO2在鉻酸溶液中會(huì)參與氧化還原反應(yīng)，導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確。Fe2+或Cl-會(huì)導(dǎo)致正誤差，而活性的MnO2會(huì)產(chǎn)生負(fù)誤差，但大多數(shù)土壤中能夠與Cr2O72-發(fā)生氧化還原作用的活性MnO2的含量很少，即使錳含量較高的土壤，也僅有少量活性MnO2，所以對(duì)絕大多數(shù)土壤來說，MnO2的干擾不致產(chǎn)生較大誤差，已有報(bào)道用該方法測(cè)定水泥生料中OC含量[7]。

微波消解技術(shù)用于SOC含量的測(cè)定[8]，在一定程度上簡(jiǎn)化了測(cè)定程序，該方法與重鉻酸鹽氧化法相比，具有操作簡(jiǎn)單、污染小、快速、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)F、t檢驗(yàn)，2種方法的分析結(jié)果無明顯差異，但應(yīng)注意的是，該方法在微波密閉消解過程中存在一定的危險(xiǎn)性。

1.2檢測(cè)方法

樣品被氧化后，可采用滴定法或比色法測(cè)定氧化劑的量，從而計(jì)算得到SOC含量。

滴定法：過量的Cr2O72-可以用硫酸亞鐵胺[Fe（NH4）2（SO4）2·6H2O]或硫酸亞鐵（FeSO4）滴定到溶液顏色變化。手動(dòng)滴定法最主要的問題是滴定終點(diǎn)不易判斷，當(dāng)土壤顏色較深時(shí)，溶液顏色變化模糊，極易產(chǎn)生人為誤差。自動(dòng)滴定法通過電位變化確定滴定終點(diǎn)，該技術(shù)將甘汞電極和鉑電極放于消解液中，加入滴定液，直至滴定終點(diǎn)，并計(jì)算OC濃度。與手動(dòng)滴定相比，電位滴定不需要人為確定滴定終點(diǎn)，使測(cè)定結(jié)果更加準(zhǔn)確；采用自動(dòng)滴定，不須要加入指示劑。

比色法：反應(yīng)中產(chǎn)生的Cr3+可以采用比色法測(cè)定。通過測(cè)定溶液中Cr3+的顏色變化間接確定SOC含量。樣品消解后，將消解液進(jìn)行離心或過濾處理以去除大的懸浮顆粒物，采用比色計(jì)在585 nm處測(cè)定吸光度，與標(biāo)準(zhǔn)曲線相比進(jìn)行定量。試驗(yàn)過程中須將樣品進(jìn)行轉(zhuǎn)移，操作復(fù)雜，且重鉻酸鹽具有一定的危險(xiǎn)性。

容量法、質(zhì)量法、光度法、氣相色譜法、壓力計(jì)法測(cè)定氧化生成的CO2，可與燃燒法搭配使用。

容量法：與上述2種氧化方法搭配。將產(chǎn)生的CO2用過量的Ba（OH）2溶液吸收生成BaCO3沉淀，反應(yīng)后剩余的 Ba（OH）2 用草酸（C2H2O4）標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，由空白滴定和樣品滴定消耗的C2H2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積差計(jì)算CO2含量，根據(jù)CO2含量計(jì)算SOC含量。該方法與滴定法類似，但步驟繁瑣，引入更大的不確定度，導(dǎo)致準(zhǔn)確度差。張吉喆對(duì)該方法的影響因素進(jìn)行了研究，并改進(jìn)了分析方法，提高了分析效率[9]。

質(zhì)量法：通過測(cè)定生成的CO2含量來計(jì)算SOC含量。生成的CO2可以采用吸附劑吸收，吸收了CO2的吸附劑質(zhì)量會(huì)發(fā)生變化，因此在消解結(jié)束后，重新稱量吸附劑的質(zhì)量，將質(zhì)量差轉(zhuǎn)為SOC的含量，該方法靈敏度低，易受環(huán)境中CO2的干擾，誤差大。

光度法：將樣品連同凈化空氣分別導(dǎo)入高溫燃燒管和低溫反應(yīng)管中，經(jīng)高溫燃燒管的樣品在高溫下催化氧化，使TC和IC均轉(zhuǎn)化成CO2；經(jīng)低溫反應(yīng)管的樣品被酸化使碳酸鹽類物質(zhì)分解成CO2，所生成的CO2依次引入非色散紅外檢測(cè)器。由于一定波長(zhǎng)的紅外線可被CO2選擇吸收，并在一定含量范圍內(nèi)CO2對(duì)紅外線吸收強(qiáng)度與CO2含量成正比，所以可對(duì)樣品中TC和IC進(jìn)行定量測(cè)定，計(jì)算二者的差值，即為OC含量。

氣相色譜法：采用配有熱導(dǎo)檢測(cè)器（thermal conductivity detector，簡(jiǎn)稱TCD）的氣相色譜測(cè)定生成的CO2含量，或?qū)⑸傻腃O2轉(zhuǎn)化為CH4，采用氫火焰離子化檢測(cè)器（flame ionization detector，簡(jiǎn)稱FID）測(cè)定。該方法測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確，但因其儀器昂貴，成本高，在實(shí)際應(yīng)用中，很少選擇此方法。

壓力計(jì)法：測(cè)定生成的CO2體積或壓力。該方法只適用于高含量CO2的粗略測(cè)定，不能準(zhǔn)確定量，一般很少使用。

1.3現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)方法

各個(gè)國(guó)家和組織分別制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)方法用于SOC的分析。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（International Organization for Standardization，簡(jiǎn)稱ISO）推薦2種方法，一種為重鉻酸鉀氧化，比色法測(cè)定SOC含量[10]；另一種為燃燒氧化，OC被氧化為CO2，產(chǎn)生的CO2可采用滴定法、質(zhì)量法、電導(dǎo)法、氣相色譜法及紅外法等方法測(cè)定，通過生成CO2的含量，計(jì)算SOC的含量[11]。美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局（United States Environmental Protection Agency，簡(jiǎn)稱USEPA）中規(guī)定了適用于土壤和沉積物中SOC含量測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)，采用濕式或干式氧化法將樣品中的OC轉(zhuǎn)化成CO2后，采用碳分析儀進(jìn)行測(cè)定[12]。美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)（American Society for Testing and Materials，簡(jiǎn)稱ASTM）于1971年頒布了關(guān)于泥炭和有機(jī)土壤中OC含量的測(cè)定方法[13-15]，該方法規(guī)定在750 ℃下將樣品置于馬弗爐中干燒，根據(jù)差質(zhì)量法測(cè)定樣品中OC含量。歐洲標(biāo)準(zhǔn)[16]中規(guī)定了固體廢棄物、淤泥中OC含量的測(cè)定方法，指出可以采用直接法也可采用間接法測(cè)定OC含量。

我國(guó)現(xiàn)行SOC的分析方法有NY/T 85—1988《土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定法》、GB 9834—1988《土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定法》、NY/T 1121.6—2006《土壤檢測(cè)第6部分：土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定法》和《土壤元素的近代分析方法》。GB 9834—1988《土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定法》和NY/T 85—1988《土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定法》規(guī)定用定量的重鉻酸鉀-硫酸溶液，在電沙浴加熱條件下（200～230 ℃）使SOC氧化，剩余的重鉻酸鉀用硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，試驗(yàn)以二氧化硅為空白進(jìn)行標(biāo)定。用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定得到硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度值，根據(jù)滴定消耗硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液量換算出SOC含量。《土壤元素的近代分析方法》和NY/T 1121.6—2006《土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定法》規(guī)定在油浴加熱條件下[（175±5）℃]，其原理與分析步驟基本與GB 9834—1988《土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定法》和 NY/T 85—1988《土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定法》相同，上述分析方法操作比較復(fù)雜，不僅所需試劑、玻璃器皿繁多，還須空白標(biāo)定和標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定。

環(huán)保部分別在2011、2013、2014年發(fā)布了《土壤有機(jī)碳的測(cè)定重鉻酸鉀氧化-分光光度法》《土壤有機(jī)碳的測(cè)定燃燒氧化-滴定法》和《土壤有機(jī)碳的測(cè)定燃燒氧化-非分散紅外法》。海洋沉積物的標(biāo)準(zhǔn)方法有GB 17378.5—2007《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范第5部分：沉積物分析》GB/T 30740—2014《海洋沉積物中總有機(jī)碳的測(cè)定非色散紅外吸收法》。這些方法都是在原有方法基礎(chǔ)上的部分重修，原理沒有出現(xiàn)大的改變和技術(shù)進(jìn)展。

[HTK]1.4不同方法比較及存在問題[HT]

隨著儀器集成技術(shù)的進(jìn)步，元素分析儀被大量生產(chǎn)和使用，元素分析儀是一臺(tái)用于快速測(cè)定元素C、H、N、S含量的全自動(dòng)儀器。Fellner等用元素分析儀測(cè)定了垃圾衍生燃料中OC含量，與標(biāo)準(zhǔn)值比較達(dá)到99%的吻合度，建立了快速準(zhǔn)確全面的測(cè)定方法[17]。張威等利用該儀器測(cè)定了SOC含量、大氣顆粒物的C含量、海洋沉積物中的碳酸鹽含量，均得到了較好的結(jié)果[18-21]。魏曉軍等對(duì)元素分析儀測(cè)定石灰性土壤中的碳存在的問題進(jìn)行了探討，證明元素分析儀不適用于石灰性土壤SOC含量的測(cè)定[22]。紅外碳硫儀在原理上和元素分析儀一樣，可進(jìn)行以上測(cè)定[23]。

鄒德勛分別用重鉻酸鉀容量法、元素分析儀法、燒失量法測(cè)試了生物質(zhì)廢物，結(jié)果表明，重鉻酸鉀容量法測(cè)定結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)值的77.7%～91.2%，擬合的換算關(guān)系也與傳統(tǒng)關(guān)系有較大出入，說明換算系數(shù)1.724的應(yīng)用限制[24]。Gelman等利用線性回歸分析了高溫氧化法與Walkley-Black法的分析結(jié)果，校正出新?lián)Q算關(guān)系，由此說明化學(xué)氧化法的誤差性[25]。孫萱等優(yōu)化了樣品前處理、燃燒溫度、最小加氧量和最佳稱樣量，綜合構(gòu)建、優(yōu)化了直接固體進(jìn)樣varioMACRO cube元素分析儀，同時(shí)測(cè)定海洋沉積物樣品中OC的條件[26]。

黃穎華分別用重鉻酸鉀氧化還原容量法和碳分析儀測(cè)定海洋沉積物中OC含量。結(jié)果表明，重鉻酸鉀法測(cè)定OC含量的相對(duì)偏差高于高溫催化燃燒法，高溫法測(cè)定的OC回收率高于重鉻酸鉀法[27]。這是由于海洋沉積物中存在大量的Cl-和還原性物質(zhì)，會(huì)消耗重鉻酸鹽，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果的不準(zhǔn)確和不穩(wěn)定。

于雯泉等研究結(jié)果顯示，目前國(guó)際通用的OC測(cè)定方法中對(duì)沉積物進(jìn)行熱烘干的前處理步驟會(huì)造成較大量的OC丟失，從而使OC分析測(cè)定產(chǎn)生較大的人為誤差，解決這一問題的有效方法是在樣品前處理過程中應(yīng)用冷凍真空干燥[28]。祝孟博等從酸處理、干燥方式等方面研究了預(yù)處理方法對(duì)不同類型樣品的OC含量和 13C含量測(cè)定值的影響，結(jié)果表明，酸處理可能會(huì)造成水溶性有機(jī)碳（dissolved organic carbon，簡(jiǎn)稱DOC）的損失[29]。

洪進(jìn)校結(jié)合以往對(duì)C含量的分析測(cè)定方法，對(duì)非水滴定測(cè)定CO2裝置進(jìn)行改造，設(shè)計(jì)一次性連續(xù)測(cè)定IC、OC含量的試驗(yàn)裝置[30]，該方法一次試驗(yàn)同時(shí)測(cè)定IC、OC含量，簡(jiǎn)化了試驗(yàn)過程，降低了試驗(yàn)成本，節(jié)省了試驗(yàn)時(shí)間，排除了OC與TC的含量反差問題。

1.5最新研究進(jìn)展

前述所有方法都是基于化學(xué)原理對(duì)SOC含量進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定，試驗(yàn)過程繁瑣、耗時(shí)長(zhǎng)、人力投入大、資源消耗多，對(duì)環(huán)境造成一定的污染。因此，逐漸產(chǎn)生了無氧化過程的方法，應(yīng)用與SOC緊密相關(guān)的參數(shù)評(píng)估和測(cè)定SOC含量，在一定程度上起到了較好的指示作用。該類方法應(yīng)用范圍較窄，一般是常規(guī)測(cè)定方法的補(bǔ)充，其優(yōu)點(diǎn)是可避免化學(xué)過程中的損耗和破壞，但仍存在誤差大、測(cè)試難度大、需要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建庫印證等不足。

曲彥勝等結(jié)合豐富的地球物理信息和地球化學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)來研究烴源巖，發(fā)現(xiàn)其準(zhǔn)確性并不高[31]。同位素一直是地學(xué)領(lǐng)域常用的研究手段之一，Zhang等根據(jù)穩(wěn)定碳同位素法評(píng)估了中國(guó)南部紅樹林沉積物中OC含量的變化[32]；同樣，Bauersachs 等也用該方法表征了梅塞爾油頁巖的OC含量[33]。該方法的應(yīng)用表明了其在地學(xué)領(lǐng)域的實(shí)用性。Varma等提出了通過顏色來評(píng)估頁巖OC含量的簡(jiǎn)便方法，獲得與標(biāo)準(zhǔn)值相當(dāng)吻合的數(shù)據(jù)，指出其可應(yīng)用于頁巖氣開發(fā)中的初步評(píng)估，還報(bào)道了固體核磁與紅外光譜聯(lián)用測(cè)定北極圈凍土OC含量變化，取得與埋藏深度、氣候變化相一致的理想結(jié)果[34]。Romero-Sarmiento等提出了一種用測(cè)井信息建模測(cè)定頁巖OC、有機(jī)質(zhì)成熟度、含氣量分布的方法，并在美國(guó)巴內(nèi)特頁巖礦得到應(yīng)用[35]。

隨著高光譜遙感技術(shù)的發(fā)展，近年來，利用光譜技術(shù)獲取土壤信息已獲得越來越廣泛的關(guān)注。方利民等測(cè)定了300個(gè)土壤樣品可見-近紅外光譜數(shù)據(jù)并進(jìn)行了分析計(jì)算，建立了預(yù)測(cè)模型，該模型對(duì)SOC含量測(cè)定的相關(guān)系數(shù)（r2）達(dá)到 0.98 以上[36]。王淼等利用可見-近紅外光譜技術(shù)對(duì)SOC含量進(jìn)行了快速監(jiān)測(cè)，研究表明，不同土壤須選擇其對(duì)應(yīng)的最優(yōu)波段，土壤含水率對(duì)測(cè)定結(jié)果有較大的影響[37-38]。有學(xué)者致力于水分對(duì)建模的影響，結(jié)果表明，含水率25%是影響精度的節(jié)點(diǎn)，高于25%精度低，應(yīng)用直接標(biāo)準(zhǔn)化算法（direct standardization，簡(jiǎn)稱DS）能有效降低濕度差異對(duì)光譜反演土壤有機(jī)質(zhì)的影響[39-41]。湯娜等利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法研究黑龍江黑土地區(qū)的土壤光譜反射特征，結(jié)果證實(shí)，該方法可用于SOC含量的測(cè)定[42]。李曦對(duì)全國(guó)各類土壤進(jìn)行了光譜測(cè)量和理化分析，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，應(yīng)用不同方法建立預(yù)測(cè)模型，得到了較好的結(jié)果，同時(shí)發(fā)現(xiàn)土壤中氧化鐵含量對(duì)光譜信息有影響[43]。史舟等的研究范圍最大，包含了中國(guó)的主要土壤，其他大部分研究主要集中于某一地區(qū)進(jìn)行建模和分析，模型的種類繁多，難以選擇[44-46]，部分學(xué)者對(duì)不同模型進(jìn)行了詳細(xì)的比較，為后續(xù)的研究人員提供了詳實(shí)的技術(shù)參考[47-50]。

2結(jié)論與展望

土壤和沉積物及其固體樣品的OC化學(xué)分析目前已比較成熟，但仍存在一定的問題。如前處理過程，特別是干燥和研磨過程中揮發(fā)性有機(jī)物的損失會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏低。儀器法去除無機(jī)碳的過程須要加酸，若將酸洗凈，可能會(huì)導(dǎo)致水溶性有機(jī)碳的損失；若不洗凈，則可能對(duì)儀器產(chǎn)生腐蝕。隨著遙感、地理信息系統(tǒng)、光譜等新興技術(shù)的發(fā)展，利用最新技術(shù)對(duì)大空間尺度的樣品或環(huán)境區(qū)域進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)分析，克服了化學(xué)分析的各種缺點(diǎn)，提高分析效率，減少環(huán)境污染。但目前該類方法仍需實(shí)際化學(xué)分析數(shù)據(jù)的印證，無法直接得到準(zhǔn)確濃度。對(duì)于特殊地區(qū)SOC含量的測(cè)定，如海洋沉積物中，還無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)分析。因此，共同使用化學(xué)法和非化學(xué)法依然是大規(guī)模、大范圍樣品測(cè)定的主要手段。由于電子信息技術(shù)的進(jìn)步和廣泛應(yīng)用，環(huán)境友好、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、節(jié)省人力、拓展空間范圍的分析方法是目前研究的主要方向，并將會(huì)對(duì)傳統(tǒng)的分析方法產(chǎn)生巨大的影響。

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